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洛必達法則為何成為禁術?

2019-11-28知識

之前正好寫過文章說洛必達這事。

對於高中生而言, 不一定可以用,而且沒必要 ,詳見如下文章。

對於大學生而言,記得之前有人說過「數院的學生不需要洛必達」。 [1]

但是,這麽好用的求極限的工具, 為什麽不用?

但凡是求極限,只要是不定式( \dfrac{0}{0} 或 \dfrac{\infty}{\infty} 的形式),並且極限存在,就直接洛。

不過,這麽好用的東西,也有很多小問題。

首先,很多人根本沒有看清是不是不定式,比如 \lim_{x\to 0}\dfrac{\mathrm{e}^x-1}{x+1} ,這時候用洛必達,用一個錯一個。用錯之後還有人會上知乎提問,為什麽洛必達失效了?

除此之外,還有很多比洛必達更好用的求極限的方法,比如等價無窮小或是泰勒展開式。比如 \lim_{x\to 0}\dfrac{\tan x-\sin x}{x^3} ,用洛必達也可以,但是用等價無窮小就方便得多,只要註意到 \dfrac{\tan x-\sin x}{x^3}=\dfrac{\sin x(1-\cos x)}{x^3\cos x}\sim\dfrac{x\cdot\dfrac{1}{2}x^2}{x^3}=\dfrac{1}{2}.

還有一些比較奇怪的題目,用洛必達估計會洛出一口血。比如 \lim_{x\to 0}\dfrac{\sin\tan x-\sin\sin x}{x^3} ,這時候根據拉格朗日中值定理,存在 \xi\in(\sin x,\tan x) ,使得

\sin\tan x-\sin\sin x=\cos\xi\cdot(\tan x-\sin x),

並且當 x\to 0 時, \xi\to 0 , \cos\xi \to 1 ,再套用上面的結論即可。

所以,個人建議,遇到復雜的不容易求導的極限,應該優先考慮用等價無窮小、泰勒展開或是Stolz定理 [2] 等方法,做題會更快一些。

實在沒有辦法,再用洛必達來做,並且還要註意一定要是不定式。

不過,「洛必達」並不是什麽要禁止的東西,都是求極限的工具,總是用得上的。

參考

  1. ^ 出處忘了,知道的話可以評論區提醒一下我
  2. ^ 懶得舉例了